C++語(yǔ)言缺陷模式擴(kuò)展的開(kāi)題報(bào)告

面向軟件缺陷測(cè)試系統(tǒng)的C/C++語(yǔ)言缺陷模式擴(kuò)展的開(kāi)題報(bào)告一、選題的背景和意義在軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種缺陷，包括語(yǔ)法錯(cuò)誤、邏輯錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤等。其中，由于C/C++語(yǔ)言的復(fù)雜性和靈活性，導(dǎo)致C/C++程序出現(xiàn)的錯(cuò)誤更加復(fù)雜和困難，同時(shí)也會(huì)給軟件測(cè)試、運(yùn)行和維護(hù)帶來(lái)諸多挑戰(zhàn)。因此，本文旨在設(shè)計(jì)一種針對(duì)C/C++語(yǔ)言缺陷的測(cè)試系統(tǒng)，從缺陷模式的角度出發(fā)，擴(kuò)展現(xiàn)有測(cè)試方法，以達(dá)到更準(zhǔn)確、更全面地發(fā)現(xiàn)和定位C/C++程序缺陷的目的。二、選題的相關(guān)研究現(xiàn)狀當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外已有一些針對(duì)C/C++程序缺陷測(cè)試的研究和工具。其中，以Coverity、Klocwork、LDRA、GCC等商業(yè)化軟件為代表的靜態(tài)分析工具，通常采用基于符號(hào)執(zhí)行、抽象解釋、模式匹配等技術(shù)分析程序源代碼，從而識(shí)別常見(jiàn)的語(yǔ)法錯(cuò)誤、內(nèi)存泄漏、使用錯(cuò)誤指針等缺陷，但準(zhǔn)確度有一定限制。此外，還有一些基于模糊測(cè)試、路徑覆蓋、符號(hào)執(zhí)行等技術(shù)實(shí)現(xiàn)的動(dòng)態(tài)測(cè)試方法，如Fuzztesting、AFL、Sage、KLEE、S2E等，旨在對(duì)程序進(jìn)行全面的測(cè)試，發(fā)現(xiàn)程序相關(guān)的錯(cuò)誤。但是，這些方法功能復(fù)雜，測(cè)試時(shí)間較長(zhǎng)，需要消耗大量的計(jì)算資源，不能很好地解決缺陷定位問(wèn)題。三、研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線本文研究的是面向軟件缺陷測(cè)試系統(tǒng)的C/C++語(yǔ)言缺陷模式擴(kuò)展，主要針對(duì)C/C++程序中常見(jiàn)的缺陷模式，如空指針、內(nèi)存泄漏、越界訪問(wèn)、資源未釋放等進(jìn)行測(cè)試，建立一種基于模式匹配的缺陷測(cè)試方法。具體技術(shù)路線包括：1.收集和整理C/C++程序缺陷模式，建立缺陷模式數(shù)據(jù)庫(kù)。2.開(kāi)發(fā)缺陷測(cè)試工具，采用動(dòng)態(tài)測(cè)試方法，對(duì)程序執(zhí)行路徑及其數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并根據(jù)事先定義的缺陷模式進(jìn)行匹配和識(shí)別。3.針對(duì)缺陷的根因，分析源代碼，利用C/C++語(yǔ)法分析、靜態(tài)分析等技術(shù)找出定位缺陷的位置，并實(shí)現(xiàn)修復(fù)。4.對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證和評(píng)估，與已有測(cè)試方法和工具進(jìn)行比較。四、擬解決的主要問(wèn)題1.缺陷模式的定義和分類(lèi)。2.基于模式的缺陷測(cè)試方法的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。3.程序缺陷定位，以及修復(fù)方案的制定和實(shí)現(xiàn)。4.測(cè)試系統(tǒng)的效率和正確性評(píng)估。五、預(yù)期研究成果1.提出一種基于模式匹配的C/C++程序缺陷測(cè)試方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)常見(jiàn)缺陷模式的全面測(cè)試。2.針對(duì)測(cè)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的缺陷，定位其根源并提出修復(fù)方案。3.開(kāi)發(fā)具有通用性的缺陷測(cè)試系統(tǒng)，方便軟件開(kāi)發(fā)人員快速、準(zhǔn)確地測(cè)試和修復(fù)程序缺陷。4.實(shí)現(xiàn)缺陷測(cè)試工具和評(píng)估系統(tǒng)，并開(kāi)放到互聯(lián)網(wǎng)上，方便其他用戶(hù)使用。六、研究基礎(chǔ)和條件本研究需要使用C/C++相關(guān)的工具和環(huán)境，如GCC、Clang、LLVM、Valgrind、GDB、IDAPro等，需要有一定的C/C